GSM_TD与WLAN网络深度融合方案研究

32工程与设计TELECOMENGINEERINGTECHNICSANDSTANDARDIZATION·2011年第2期·ENGINEERINGANDDESIGNGSM/TD与WLAN网络深度融合方案研究王少波，冯传奋，付宏志，纪芳（中国移动通信集团设计院有限公司山东分公司，济南250001）摘　要　在数据业务大发展，大规模建设WLAN的背景下，研究GSM/TD与WLAN网络融合，提升用户体验，是一项很有意义的工作。文章对GSM/TD与WLAN网络融合方案进行了深入研究，针对WLAN流量对核心网分组域的影响，提出了业务分流的解决方案，为后续的应用部署打下了基础。关键词　WLAN；PDG；TTG；业务分流中图分类号TN929.5文献标识码A文章编号1008-5599（2011）02-0032-04收稿日期：2011-01-16WLAN技术在高带宽、成本廉价和应用普及等方面具有独到优势，将GSM/TD和WLAN技术相融合提供差异化业务，大力发展移动互联网业务，成为中国移动全业务运营重要的差异化转型战略之一。WLAN可以比GSM/TD网络为用户提供更好的带宽和业务承载能力，用户希望在有WLAN的覆盖情况下，可以使用WLAN接入，同时还可以使用GSM/TD网下的业务，包括WAP、流媒体等。另外，完全独立的组网方式，对未来网络的业务策略控制部署较为不利，统一可管可控的融合网络是未来网络演进的方向。GSM/TD与WLAN融合组网将为中国移动的网络提供强大的竞争力，一方面可以节约网络建设和维护成本，另一方面能够无缝继承后期网络演进方案。1GSM/TD与WLAN网络深度融合方案分析根据WLAN与GSM/TD融合程度的不同，融合方案有两类选择：一是认证融合：即WLAN与GSM/TD采用统一的认证方式，WLAN用户通过EAP-SIM/AKA方式进行认证；二是深度融合：允许用户通过WLAN访问GSM/TD的PS域业务。中国移动正在进行认证融合的试点工作，并已开始试商用。文章重点对深度融合的组网方案以及关键问题进行深入分析，为下一步的工作提供建议。用户通过WLAN访问GSM/TD的PS域业务主要有两种方式，一是经过核心网PS域访问，二是通过WLANAN直接接入Internet访问相关业务。第一种方式与GPRS上网相似，无论从安全、还是技术等方面均可满足需求，产业链较为成熟，同时可以利用GGSN/PDG的内容计费功能，创造价值。当用户通过第二种方式访问PS域业务，特别是访问WAP网站时，很多手机不能很好的适配，还需要制定相应的标准和规范，即产业链尚需完善。因此，建议WLAN用户通过第一种方式访问GSM/TD的PS域业务。GSM/TD与WLAN网络的深度融合有以下两种实现方案。方案1，独立组网方案，通过新增PDG网元，实现WLAN与PS域互通，该种方式与现有核心网分组域互33电信工程技术与标准化工程与设计ENGINEERINGANDDESIGN·2011年第2期·相独立，因此称为独立组网方案，如图1所示。图1独立组网方案方案2，重用GGSN方案，WLAN在接入PS域时，重用了现有核心网设备GGSN，仅需要新增网关设备TTG，如图2所示。图2重用GGSN组网方案方案1和方案2各有优缺点，方案一对现网的影响最小，但设备利用率较低，维护量较大，方案2与现网的耦合性强，设备利用率较高，但对现网GGSN有一定影响。目前新技术层出不穷，特别是随着IMS的引入，LTE的即将建设，网络日显复杂。在网络建设时，如果设备功能、安全性相当，还是希望网络越简单越好，如网络扁平化，正是在简化网络。方案1的实质是新建了一个核心网分组域网络，加大了网络的复杂性，而方案2有效的利用了现有网络，因此建议采用方案2。2GSM/TD与WLAN网络深度融合中的关键问题及解决方案用户通过WLAN，经核心网分组域访问相关业务，由于WLAN的业务量较大，若WLAN流量均流入核心网分组域的GGSN，GGSN负荷压力较大，因此需考虑是否有必要对核心网分组域进行业务分流，以及具体的分流方案。首先考虑不分流的场景，在该种方式下，业务流如图3所示。中国移动GSM/TD数据流量大，GGSN负荷较高，WLAN流量全部引入PS域，对核心网分组域设备影响较大。WLAN流量均经PS域接入，路由清晰，便于管控与业务开展，但相对语音业务，数据业务的投入收入比低，并且在没有放置GGSN的地市，存在路由迂回，而若采用分流方案，则部分WLAN流量直接由地市1接入CMNET，无需再流向地市2。考虑以上因素，有必要对核心网分组域进行业务分流，分流方案如下：（1）方案1，终端根据APN或业务分类表识别业务类型，进行分流，如图4所示。上述方案存在以下两个问题。（1）终端识别：需要终端识别业务类型，对终端有定制要求。（2）计费核减：WLAN流量均经AC/BRAS设备，AC/BRAS对流经的所有流量进行计费，对于同一终端设备，若访问PS域业务，则GGSN会对该流量进行计费，图3WLAN流量均经PS域接入（不分流）34工程与设计TELECOMENGINEERINGTECHNICSANDSTANDARDIZATION·2011年第2期·ENGINEERINGANDDESIGN因此存在重复计费的问题，需考虑计费核减。为了解决终端识别的问题，可以为终端提供系统级应用控制器，动态管理移动自有业务。应用控制器新增业务时，需同时记录业务配置信息，信息至少包括业务服务器IP地址及访问端口、业务所需实施策略和加密套件。业务添加或删除的控制策略和业务配置信息由中国移动动态管理并发布。具体实现流程如图5所示。图5终端识别流程（1）UE通过WLAN接入并鉴权，获得远端IP地址；（2）应用控制器强制要求所有发往应用控制器所辖各项业务服务器IP地址、端口的IP分组经由TTG分配给终端的远端地址。终端上其他业务的IP分组在发送时，由于与路由选项中规定的目的地址不匹配，直接经WLANAN，接入Inernet。上述方案有效解决了终端识别问题，但增加了终端的复杂度，实施难度较大。同时应用控制器中每新增一种业务，终端都要升级一次，对于现网中的大量终端用户，操作较为困难，因此还需进一步完善。下面分析计费核减的解决方案，主要有以下4个方案。方案1：按时长计费，如T+W融合时长套餐，该种方式下不存在计费核减的问题。方案2：按流量计费，由AC/BRAS做计费核减点，增加类似于内容计费的功能。方案3：按流量计费，由BOSS进行核减，需对BOSS进行改造。方案4：按终端类型分类，即手机均直接接入PS域，上网卡均直接接入Internet。表1对上述4个方案进行了比较，方案2和方案3难度大、成本高，还需进一步评估，建议重点考虑方案1和方案4。（2）方案2，按终端类型进行分流，手机经PS域接入，上网卡直接接入Internet。该方案有效避免了计费核减的问题，终端也不需要对业务类型进行区分，即不用增加方案1中的应用控制器功能，终端实现较为简单。目前上网卡的流量远大于手机的流量，在WLAN/GSM/TD多模手机成熟之前，分流效果较为明显。具体的分流方案如图6所示。表2对上述两种业务分流方案进行了比较。可以看出，两种业务分流方案各有优缺点，有不同图4终端根据APN或业务分类表识别业务类型进行分流　方案描述优点缺点方案1按时长计费简单、便于实施和管理计费手段较单一方案2AC/BRAS做计费核减点按流量计费时，能解决重复计费问题改造难度大，成本高方案3BOSS做计费核减同方案2BOSS需改造，计费精度需提高方案4按终端类型分类不存在重复计费问题，且终端无需配置应用服务器，改造小上网卡无法使用PS域业务表1计费核减方案一览35电信工程技术与标准化工程与设计ENGINEERINGANDDESIGN·2011年第2期·ResearchondeepconvergentschemeofGSM/TDandWLANnetworkWANGShao-bo,FENGChuan-fen,FUHong-zhi,JIFang(ChinaMobileGroupDesignInstituteCo.,Ltd,ShandongBranch,Shandong250001,China)AbstractWiththegreatdevelopmentofdataservicesandlarge-scaleconstructioninWLANnetwork,itisarewardingjobtoresearchtheconvergentschemeofGSM/TDandWLANnetworkwhichimprovestheuserexperience.TheconvergentschemesofGSM/TDandWLANnetworkareresearcheddeeplyinthepaper.ThesolutionsfordistributingserviceareprovidedbyanalyzingtheimpactonpacketdomainofcorenetworkfromWLANtraffic,whichisafoundationforthesubsequentapplicationanddeploymentoftheconvergentnetwork.KeywordsWLAN;PDG;TTG;servicedistribution参考文献[1]3GPPTS22.934v7.0.0,2007：FeasibilityStudyon3GPPSystemtoWirelessLocalAreaNetworkInterworking[S]．[2]屈宏伟，李挺，孙炼，罗亚丹．WLAN与GSM／TD—SCDMA网络融合策略研究[J]．电信工程技术与标准化,2010,(6)：16～20.的应用场景。在计费精细化程度要求不高，或者BOSS升级支持计费核减的情况下，可考虑采用方案1。由于目前没有上网卡使用PS域业务的特殊需求，建议近期重点考虑方案2。3结束语GSM/TD与WLAN网络融合是移动全业务竞争的重要战略之一，一方面可以有效提升用户体验，打造移动精品网络，另一方面可以加强用户管理，挖掘业务潜力，达到增强盈利能力的效果。文章重点对GSM/TD与WLAN网络深度融合方案进行了分析，为了减少图6按终端类型进行分流表2业务分流方案比较　方案描述优点缺点方案1终端根据APN或业务分类表识别业务类型进行分流缓解WLAN流量对分组域影响，减轻了GGSN的压力存在计费核减问题，需计费改造；增加了终端的复杂度，管控性较差方案2手机经PS域接入，上网卡直接接入Internet缓解WLAN流量对分组域影响，终端实现简单，可控性好，有效避免了计费核减的问题上网卡无法使用PS域业务WLAN流量对核心网分组域的冲击，建议优先考虑按终端类型进行分流的方案。随着融合技术的进一步发展，相信其必将发挥越来越大的作用。